Vorhaben

Aufgrund von Klimaveränderungen und einer starken wirtschaftlichen Entwicklung in vielen Teilen der Welt stieg der Bedarf an Gebäudekühlung in den letzten Jahren stark an. Üblicherweise kommen zur Kühlung konventionelle aktive Kompressionskältemaschinen zum Einsatz, die mit Hilfe von Kältemitteln und elektrischem Strom den Bedarf decken.

Das Forschungsvorhaben untersucht das Konzept der hybriden Kühlung, bei dem ein aktives Kühlsystem mit passiver Nachtkühlung und dadurch erzeugter Kühlkapazität kombiniert und unterstützt  wird. Das Vorhaben ist speziell im Bereich von Industriehallen angesiedelt, da hier bislang keine Erkenntnisse bestehen, welche Wirkung ein solches Kühlkonzept entfalten kann.

Ziel

Ziel des Forschungsvorhabens ist es, eine allgemeine Berechnungsmethode zu entwickeln, um das Konzept der hybriden Kühlung bei Industriehallen in vereinfachter Weise vorab bestimmen zu können. Mit den Ergebnissen des Vorhabens soll gezeigt werden, dass hybride Kühlung über zwei Hebel die Treibhausgasemissionen gegenüber konventioneller aktiver Kühlung verringern kann. Einerseits durch die geringeren Mengen an nötigem Kältemittel, die selbst ein sehr hohes Treibhausgaspotential besitzen. Andererseits durch den reduzierten Strombedarf, da die Anlage mit geringerer Leistung kontinuierlicher und effizienter betrieben werden kann.

Vorgehen und Methodik

Als Methodik ist eine quantitative Untersuchung mit Experimenten im realen Umfeld geplant. Sie ermöglicht es, eine Simulation mit einem Computermodell zur hybriden Kühlung zu validieren. Für die Experimente sind Messungen zur Bestimmung des Kühlpotenzials der Nachtkühlung in einer Industriehalle, dem sog. ATZ der DAW SE in Ober-Ramstadt, unter realen Bedingungen geplant. Die Messtechnik, Sensoren und Software werden durch die IWU GmbH bereitgestellt.

Folgende Szenarien sollen untersucht werden, wobei das erste Szenario als Referenz dient:

1. Natürliche Abkühlung des Gebäudes ohne Nachtlüftung.
2. Nachtkühlung mit natürlicher Konvektion durch Fensteröffnung.
3. Nachtkühlung mit erzwungener Konvektion durch Ventilatoren.

Bei den Experimenten werden die durch die Sensoren erfassten Daten – Raumlufttemperatur und relative Luftfeuchtigkeit – ausgewertet. Die Außenraumkonditionen – Temperatur, Feuchtigkeit, Windrichtung und -geschwindigkeit – werden mittels einer vor Ort installierten Wetterstation mit aufgezeichnet und für die Auswertung berücksichtigt.

Laufzeit

April 2020 bis März 2021. 

Externe Partner

DAW SE, Ober-Ramstadt.

IWU GmbH, Darmstadt.

Es werden die Zusammenhänge zwischen physikalische Raumqualitäten und realen Behaglichkeitsempfindungen erforscht. Ziel ist es, im Rahmen einer Langzeitstudie, den Ansatz des Predicted Mean Vote (PMV) und Predicted Percentage of Dissatisfied (PPD) durch reale Behaglichkeitsempfindungen aus Umfrageergebnissen zu überprüfen.

Es wird die Unterstützung von FM-Prozessen durch moderne IT-Lösungen untersucht, hier insbesondere die Anwendbarkeit des Building Information Modelling Ansatzes im Sinne einer lebenszyklusübergreifenden Betrachtungsweise.